一种双层钢板桩顶管工作井结构的制作方法

1.本实用新型涉及顶管工作井技术领域中的一种双层钢板桩顶管工作井结构。


背景技术：

2.目前，顶管施工是城市市政排水管道、地下管廊及小型隧道常用的施工方式，而顶管工作井作为项目主要的施工子项，它的结构形式不仅影响着工程的安全、进度，也影响工程的成本。工作井的主要形式有沉井、钢板桩、地下连续墙、灌注桩和smw工法。其中，钢筋混凝土沉井和钢板桩形式在市政排水管道工程中最为常用。
3.沉井式顶管井具有整体受力性能好、稳定性强、变形小的优点，但其存在以下三个问题：一是，顶管井作为临时结构时，施工完后留置在了地层当中，不仅会成为后期的城市地下管道建设的障碍物，也造成了资源极大的浪费；二是，混凝土凝结需要一定时间达到一定强度才能进行下沉，不仅施工周期长，还造成较大的交通压力和协调难度；三是，钢筋混凝土沉井成本较高。而钢板桩施工速度快、可重复利用、经济性好的特点恰好规避了这三个问题。但由于钢板桩自身属于柔性支护结构，单层支护钢板桩的工作井存在刚度较低易变形的特点，在受到顶管较大顶力作用时，容易产生拐角处易脱节，出现渗水漏水，且后背墙后土体较大移动变形的情况。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种双层钢板桩顶管工作井结构，能够提升工作井强度，减少工作井由于顶管作用力而产生变形的情况。
5.根据本实用新型实施例，提供一种双层钢板桩顶管工作井结构，包括工作井和四个支护墙，四个所述支护墙分别设置在所述工作井的四壁，相邻的两个所述支护墙相互连接，四个所述支护墙中包括顶管支护墙，所述顶管支护墙设有通孔，所述通孔用于使顶管通过，所述支护墙均包括两层拉森钢板桩，两层所述拉森钢板桩相互连接。
6.根据本实用新型实施例，进一步地，两层所述拉森钢板桩通过螺栓拉杆相互连接。
7.根据本实用新型实施例，进一步地，两层所述拉森钢板桩之间填充有双液注浆加固块。
8.根据本实用新型实施例，进一步地，两层所述拉森钢板桩的间距不小于800mm。
9.根据本实用新型实施例，进一步地，四个所述支护墙中还包括后座支护墙，所述后座支护墙与所述顶管支护墙相对，所述后座支护墙还包括h型钢，所述h型钢设置在两层所述拉森钢板桩之间。
10.根据本实用新型实施例，进一步地，所述后座支护墙还包括垫板，所述垫板设置在所述后座支护墙的一侧。
11.根据本实用新型实施例，进一步地，所述双层钢板桩顶管工作井结构还包括腰梁，所述腰梁呈方形框架状，所述腰梁的四侧分别与四个所述支护墙一一对应连接。
12.根据本实用新型实施例，进一步地，所述腰梁包括四条h型钢，四条所述h型钢拼接出所述腰梁。
13.根据本实用新型实施例，进一步地，所述双层钢板桩顶管工作井结构还包括支撑构件，所述支撑构件的两端分别连接至相邻的两个所述支护墙。
14.根据本实用新型实施例，进一步地，所述支撑构件与所述支护墙的夹角为45
°
。
15.本实用新型实施例的有益效果至少包括：本实用新型通过设置双层拉森钢板桩，提升工作井支护墙的结构强度，减少顶管过程中工作井结构发生受力变形的情况。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
17.图1是本实用新型实施例的俯视图；
18.图2是本实用新型实施例的侧视图。
具体实施方式
19.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
21.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
22.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
23.参照图1，本实用新型实施例中的双层钢板桩顶管工作井结构，包括工作井1和四个支护墙2。工作井1为沉井，能够在井中安装顶管装置，从而将分段的管道分段顶入通道中，完成顶管工作。四个支护墙2分别设置在工作井1的四壁，且相邻的两个支护墙2相互连接，共同构成一个框型结构，防止工作井1周围土体发生溃败而造成安全隐患。其中，四个支护墙2中的其中一个为顶管支护墙21，其中部设有一个通孔，用于使顶管9通过并进入预设的通道中。四个支护墙2均为双层钢板桩结构，具体地，钢板桩为拉森钢板桩3。拉森钢板桩3是一种“u”型钢板桩，相较于传统的平面钢板桩，其具有较好的侧面抗压能力，适用于支护
结构。本方案中，两层拉森钢板桩3成镜像对称设置，采用密扣式连接形式。通过设置双层拉森钢板桩3，使得支护墙2具有较强的侧面抗压能力，支护墙2不易变形，能够更为有效地抵抗土体溃败。
24.进一步地，两层拉森钢板桩3通过螺栓拉杆4相互连接，具体地，螺栓拉杆4的两端分别连接在两层拉森钢板桩3向中间凹陷的部分。采用螺栓连接的方式，便于在完成顶管工作后将支护结构拆除并撤离，不遗留临时结构，而且支护结构能够在以后循环使用，更为环保。
25.参照图2，进一步地，两层拉森钢板桩3之间还填充有双液注浆加固块5，具体设置在腰梁高度位置上下0.5m范围及坑底上下各1m范围。其通过双液注浆形成，填充在两层拉森钢板桩3之间以提升支护墙2的结构强度。双液注浆指的是将水玻璃和水泥混合注入土壤中，使得两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，起到胶结和填充孔隙的作用，使土壤的强度和承载能力提高。而且，双液注浆加固块5也具有一定弹性，能够吸收冲击和外部压力。
26.进一步地，两层拉森钢板桩3的间距不小于800mm，防止两层拉森钢板桩3间距过小而导致支撑不稳的情况，而且也不利于填充足量的双液注浆加固块5。
27.进一步地，四个支护墙2中还包括后座支护墙22，其设置在顶管支护墙21相对的工作井内壁上。顶管工作时，后座支护墙22将承受顶管所产生的反力，因而对其结构强度有更高的要求。后座支护墙22除了设置有双层拉森钢板桩3外，还包括h型钢6，其设置在两层拉森钢板桩3之间，通过焊接方式与双层拉森钢板桩3牢固连接，进一步提升后座支护墙22的结构强度，减少顶管过程中后座支护墙22发生变形的情况。
28.进一步地，后座支护墙22还包括垫板221，其设置在后座支护墙22的一侧，用于与顶管设备直接接触，可以均匀转换顶管时产生的反力，而且能够增大后座支护墙22的受力面积，防止因应力集中而导致后座支护墙22局部变形。
29.进一步地，本双层钢板桩顶管工作井结构还包括腰梁7，腰梁7呈方形框架状，其能够与四个支护墙2的内侧相适配，从而腰梁7的四侧分别与四个支护墙2一一对应连接，防止支护墙2由于外力而向工作井内部变形甚至翻转，危害工作井内的工作安全。
30.在一些实施例中，腰梁7为一体式结构，能够更好地承压；而在本实施例中，腰梁7包括四条h型钢6，四条h型钢6相互拼接成腰梁7，其相互连接的方式为螺栓连接或插销连接，也可以是其他能够实现相同连接效果的连接方式，相较于一体式结构，采用多条h型钢6组合的方式便于后期施工完毕后进行拆除撤场，也便于道路运输。
31.进一步地，本双层钢板桩顶管工作井结构还包括支撑构件8，支撑构件8的两端分别连接至相邻的两个支护墙2，支撑构件8与这相邻的两个支护墙2共同构成一个三角形支撑结构。具体地，支撑构件8的数量能够增减以适应不同工作井情况。通过设置支撑构件8，进一步提高工作井结构的结构强度。
32.进一步地，支撑构件8与支护墙2的夹角为45
°
，使得支撑构件8对相邻的两个支护墙2的支撑力均匀，防止支撑构件8因受力不均而导致变形或连接松脱。
33.下面，介绍本实用新型的使用方法：
34.s1.将拉森钢板桩3和h型钢6等长焊接；
35.s2.将内层的拉森钢板桩3和h型钢6打入施工土体，围出工作井的内部空间；
36.s3.再将外层的拉森钢板桩3和h型钢6打入施工土体，其与内层的拉森钢板桩3的
距离不小于800mm；
37.s4.在两层拉森钢板桩3之间进行双液注浆加固，获得双液注浆加固块5；
38.s5.使用螺栓拉杆4将双层拉森钢板桩3相互连接；
39.s6.对工作井开挖，腾出工作井内部空间；
40.s7.安装腰梁7和支撑构件8；
41.s8.对工作井的井底土体进行硬化，便于后续设置顶管装置；
42.s9.设置顶管装置，进行顶管作业；
43.s10.顶管作业完成，回填土体，拆除螺栓拉杆4并拔出拉森钢板桩3和h型钢6，工作井结构拆除完成。
44.以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。